一体化された試料調製、反応、及び検出のための装置及び方法
生体試料の分離及び試料に対する下流のバイオアッセイのためのカートリッジが提供される。一実施形態では、生体試料から核酸試料が分離され、例えばポリメラーゼ連鎖反応によって核酸試料が増幅される。本明細書で提供されるカートリッジはまた、核酸でない試料、例えばタンパク質の分離のため及びタンパク質に対する下流の反応、例えば連結アッセイを行うために用いることができる。下流のバイオアッセイを行うための機器及びアッセイの結果を検出するための機器もまた提供される。
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【特許請求の範囲】
【請求項1】
装置であって、
分離モジュールであり、第1のハウジング及び第2のハウジングを含み、前記第1のハウジングが第1のチャンバ及び第2のチャンバを画定し、少なくとも前記第1のチャンバが試料を収容するように構成され、前記第2のハウジングが側壁及び穿刺可能部材を含み、前記側壁及び前記穿刺可能部材が集合的に、第1の物質を収容するように構成された第1の体積を画定し、前記第2のハウジングの一部が、前記穿刺可能部材の一部が穿刺されるときに前記第1の体積が前記第1のチャンバと流体連通するように、前記第1のハウジング内に配置されるように構成される、分離モジュールと、
反応チャンバ及び第2の物質を収容するように構成された第2の体積を画定する反応モジュールであり、前記反応チャンバ及び前記第2の体積のそれぞれが前記第1のハウジングの前記第2のチャンバと流体連通するように、前記分離モジュールに連結されるように構成された反応モジュールと、
を備える装置。
【請求項2】
前記反応モジュールが前記分離モジュールに取り外し可能に連結されるように構成される、請求項1に記載の装置。
【請求項3】
前記反応モジュールの一部が、前記反応モジュールが前記分離モジュールに連結されるときに前記第1のハウジングの前記第2のチャンバ内に配置される、請求項1に記載の装置。
【請求項4】
前記反応モジュールが、第1の流路及び第2の流路を少なくとも部分的に画定する基体を含み、前記第1の流路が前記反応チャンバ及び前記第1のハウジングの前記第2のチャンバと流体連通するように構成され、前記第2の流路が前記第2の体積及び前記第1のハウジングの前記第2のチャンバと流体連通するように構成される、請求項1に記載の装置。
【請求項5】
前記分離モジュールが、前記第1のチャンバと前記第2のチャンバとの間で前記試料を移送するように構成された移送機構を含む、請求項1に記載の装置。
【請求項6】
前記分離モジュールが、前記第1のハウジング内に少なくとも部分的に配置される弁を含み、前記弁が、前記第1のチャンバと前記第2のチャンバとの間の流体分離を維持しながら前記第1のチャンバと前記第2のチャンバとの間で前記試料を移送するように構成される、請求項1に記載の装置。
【請求項7】
前記分離モジュールが、前記第2のハウジングの前記第1の体積内に少なくとも部分的に配置されるプランジャを含み、前記プランジャが前記第1の体積内で動かされるときに前記穿刺可能部材の前記一部を穿刺するように構成される、請求項1に記載の装置。
【請求項8】
前記反応モジュールが、前記第2の体積内に少なくとも部分的に配置されるプランジャを含み、前記プランジャが前記第2の体積内で動かされるときに前記プランジャが前記第2の体積から前記反応チャンバ又は前記第2のチャンバのうちの少なくとも1つの中に前記第2の物質を移送するために前記第2の物質に対して力を及ぼすように構成される、請求項1に記載の装置。
【請求項9】
前記分離モジュールが、前記第1のチャンバの中に超音波エネルギーを伝えるように構成された音響連結部材を含む、請求項1に記載の装置。
【請求項10】
前記第1の体積が、溶解バッファ、核酸分離試薬、又はこれらの組合せを含む第1の物質を収容する、請求項1に記載の装置。
【請求項11】
前記第2の体積が、PCRを行うための試薬を含む第2の物質を含む、請求項1に記載の装置。
【請求項12】
前記第2の物質が逆転写酵素をさらに含む、請求項11に記載の装置。
【請求項13】
前記反応チャンバが凍結乾燥したPCRマスターミックスを含む、請求項1に記載の装置。
【請求項14】
前記反応チャンバが逆転写酵素をさらに含む、請求項13に記載の装置。
【請求項15】
装置であって、
第1のチャンバ及び第2のチャンバを画定する第1のモジュールであり、前記第1のチャンバと前記第2のチャンバとの間の流体分離を維持しながら前記第1のチャンバと前記第2のチャンバとの間で前記試料を移送するように構成された第1の移送機構を含む、第1のモジュールと、
物質を収容するように構成された体積を画定する第2のモジュールであり、前記第2のモジュールの一部が、前記体積を前記第1のチャンバと選択的に流体連通する状態におかれるように構成するために、第2のモジュールが第1のモジュールに連結されるときに前記第1のモジュールの前記第1のチャンバ内に配置されるように構成される、第2のモジュールと、
反応チャンバを画定する第3のモジュールであり、前記第3のモジュールが、前記反応チャンバが前記第2のチャンバと流体連通するように、前記第1のモジュールと連結されるように構成され、前記第2のチャンバと前記反応チャンバとの間で前記試料の一部を移送するように構成された第2の移送機構を含む、第3のモジュールと、
を備える装置。
【請求項16】
前記第3のモジュールが前記第1のモジュールに連結されるときに前記第3のモジュールの一部が前記第1のモジュールの前記第2のチャンバ内に配置される、請求項15に記載の装置。
【請求項17】
前記体積が第1の体積であり、
前記物質が第1の物質であり、
前記第3のモジュールが、第2の物質を収容するように構成された第2の体積を画定し、前記第3のモジュールが、前記第2の体積が前記第2のチャンバと流体連通するように、前記第1のモジュールと連結されるように構成され、前記第3のモジュールが、前記第2の体積と前記第2のチャンバとの間で前記第2の物質の一部を移送するように構成された第3の移送機構を含む、
請求項15に記載の装置。
【請求項18】
前記第2のモジュールが、前記体積を少なくとも部分的に画定する穿刺可能部材を含み、前記穿刺可能部材が、前記第2のモジュールが前記第1のモジュールに連結されるときに前記第1のモジュールの前記第1のチャンバの境界の一部をさらに画定する、請求項15に記載の装置。
【請求項19】
前記第2のモジュールが、前記体積内に少なくとも部分的に配置される第3の移送機構を含み、前記第3の移送機構が、前記第3の移送機構が始動されるときに前記第1の物質を前記体積から前記第1のチャンバの中に移送するように構成される、請求項15に記載の装置。
【請求項20】
前記第1のモジュールが、前記第1のチャンバと前記第2のチャンバとの間に第3のチャンバを画定し、
前記第1の移送機構が、弁ハウジング及び弁部材を含み、前記弁ハウジングが、前記第1のチャンバと流体連通する第1の開口部、及び前記第3のチャンバと流体連通する第2の開口部を画定し、前記弁部材が、前記弁部材が第1の位置にあるときに前記第1の開口部と流体連通するキャビティを画定し、前記キャビティが、前記弁部材が第2の位置にあるときに前記第2の開口部と流体連通する、
請求項15に記載の装置。
【請求項21】
前記第2の移送機構が、前記反応チャンバと流体連通する状態で前記シリンダ内に配置されたプランジャを含み、前記プランジャが、前記プランジャが前記シリンダ内で動かされるときに前記反応チャンバ内に真空を生じるように構成される、請求項15に記載の装置。
【請求項22】
装置であって、
反応バイアル、基体、及び第1の移送機構を含む第1のモジュールであり、前記反応バイアルが反応チャンバを画定し、前記基体が第1の流路及び第2の流路の少なくとも一部を画定し、前記第1の流路が前記反応チャンバ及び分離モジュールの分離チャンバと流体連通するように構成され、前記第1の移送機構が、前記第1の移送機構が始動されるときに試料を前記分離チャンバから前記反応チャンバに移送するように構成される、第1のモジュールと、
第2の移送機構を含み且つ物質を収容するように構成された体積を画定する第2のモジュールであり、前記体積を前記第2の流路を介して前記反応チャンバと選択的に流体連通する状態におくことができるように前記第1のモジュールと連結されるように構成され、前記第2の移送機構が、前記第2の移送機構が始動されるときに前記物質を前記体積から前記反応チャンバに移送するように構成される、第2のモジュールと、
を備える装置。
【請求項23】
前記第1のモジュールの一部が、前記第1のモジュールが前記分離モジュールに連結されるときに前記分離モジュールの前記分離チャンバ内に配置される、請求項22に記載の装置。
【請求項24】
前記第1の移送機構が、前記分離チャンバから前記反応チャンバへの前記試料の流れをもたらすために前記反応チャンバの中に真空を生じるように構成される、請求項22に記載の装置。
【請求項25】
前記第1の移送機構が、前記反応チャンバと流体連通する状態でハウジング内に配置されたプランジャを含み、前記プランジャが、前記プランジャが前記シリンダ内で動かされるときに前記反応チャンバ内に真空を生じるように構成される、請求項22に記載の装置。
【請求項26】
前記体積が第1の体積であり、
前記物質が第1の物質であり、
前記第1の移送機構が、ハウジングとプランジャが第2の体積を画定するようにハウジング内に移動可能に配置されるプランジャを含み、前記第2の体積が第2の物質を収容し、前記プランジャが前記ハウジング内の第1の位置にあるときに、前記第2の体積が前記反応チャンバから流体的に分離されるように前記プランジャの一部が第1の流れ経路内に配置され、前記プランジャが前記ハウジング内の第2の位置にあるときに、前記2の体積が前記反応チャンバと流体連通するように前記プランジャの一部が前記第1の流れ経路から離間して配置され、
前記プランジャが第1の位置から第2の位置に動かされるときに前記プランジャが前記反応チャンバ内に真空を生じるように構成される、
請求項22に記載の装置。
【請求項27】
前記第2のモジュールが、前記体積を少なくとも部分的に画定する穿刺可能部材を含み、前記体積が、前記穿刺可能部材の一部が穿刺されるときに前記反応チャンバと流体連通する状態におかれる、請求項22に記載の装置。
【請求項28】
前記第2の移送機構が、前記第2のモジュールの前記体積内に配置されたプランジャを含み、前記プランジャが、前記プランジャが前記体積内で動かされるときに前記物質を前記体積から前記反応チャンバの中に移送するために前記物質に対して力を及ぼすように構成される、請求項22に記載の装置。
【請求項1】
装置であって、
分離モジュールであり、第1のハウジング及び第2のハウジングを含み、前記第1のハウジングが第1のチャンバ及び第2のチャンバを画定し、少なくとも前記第1のチャンバが試料を収容するように構成され、前記第2のハウジングが側壁及び穿刺可能部材を含み、前記側壁及び前記穿刺可能部材が集合的に、第1の物質を収容するように構成された第1の体積を画定し、前記第2のハウジングの一部が、前記穿刺可能部材の一部が穿刺されるときに前記第1の体積が前記第1のチャンバと流体連通するように、前記第1のハウジング内に配置されるように構成される、分離モジュールと、
反応チャンバ及び第2の物質を収容するように構成された第2の体積を画定する反応モジュールであり、前記反応チャンバ及び前記第2の体積のそれぞれが前記第1のハウジングの前記第2のチャンバと流体連通するように、前記分離モジュールに連結されるように構成された反応モジュールと、
を備える装置。
【請求項2】
前記反応モジュールが前記分離モジュールに取り外し可能に連結されるように構成される、請求項1に記載の装置。
【請求項3】
前記反応モジュールの一部が、前記反応モジュールが前記分離モジュールに連結されるときに前記第1のハウジングの前記第2のチャンバ内に配置される、請求項1に記載の装置。
【請求項4】
前記反応モジュールが、第1の流路及び第2の流路を少なくとも部分的に画定する基体を含み、前記第1の流路が前記反応チャンバ及び前記第1のハウジングの前記第2のチャンバと流体連通するように構成され、前記第2の流路が前記第2の体積及び前記第1のハウジングの前記第2のチャンバと流体連通するように構成される、請求項1に記載の装置。
【請求項5】
前記分離モジュールが、前記第1のチャンバと前記第2のチャンバとの間で前記試料を移送するように構成された移送機構を含む、請求項1に記載の装置。
【請求項6】
前記分離モジュールが、前記第1のハウジング内に少なくとも部分的に配置される弁を含み、前記弁が、前記第1のチャンバと前記第2のチャンバとの間の流体分離を維持しながら前記第1のチャンバと前記第2のチャンバとの間で前記試料を移送するように構成される、請求項1に記載の装置。
【請求項7】
前記分離モジュールが、前記第2のハウジングの前記第1の体積内に少なくとも部分的に配置されるプランジャを含み、前記プランジャが前記第1の体積内で動かされるときに前記穿刺可能部材の前記一部を穿刺するように構成される、請求項1に記載の装置。
【請求項8】
前記反応モジュールが、前記第2の体積内に少なくとも部分的に配置されるプランジャを含み、前記プランジャが前記第2の体積内で動かされるときに前記プランジャが前記第2の体積から前記反応チャンバ又は前記第2のチャンバのうちの少なくとも1つの中に前記第2の物質を移送するために前記第2の物質に対して力を及ぼすように構成される、請求項1に記載の装置。
【請求項9】
前記分離モジュールが、前記第1のチャンバの中に超音波エネルギーを伝えるように構成された音響連結部材を含む、請求項1に記載の装置。
【請求項10】
前記第1の体積が、溶解バッファ、核酸分離試薬、又はこれらの組合せを含む第1の物質を収容する、請求項1に記載の装置。
【請求項11】
前記第2の体積が、PCRを行うための試薬を含む第2の物質を含む、請求項1に記載の装置。
【請求項12】
前記第2の物質が逆転写酵素をさらに含む、請求項11に記載の装置。
【請求項13】
前記反応チャンバが凍結乾燥したPCRマスターミックスを含む、請求項1に記載の装置。
【請求項14】
前記反応チャンバが逆転写酵素をさらに含む、請求項13に記載の装置。
【請求項15】
装置であって、
第1のチャンバ及び第2のチャンバを画定する第1のモジュールであり、前記第1のチャンバと前記第2のチャンバとの間の流体分離を維持しながら前記第1のチャンバと前記第2のチャンバとの間で前記試料を移送するように構成された第1の移送機構を含む、第1のモジュールと、
物質を収容するように構成された体積を画定する第2のモジュールであり、前記第2のモジュールの一部が、前記体積を前記第1のチャンバと選択的に流体連通する状態におかれるように構成するために、第2のモジュールが第1のモジュールに連結されるときに前記第1のモジュールの前記第1のチャンバ内に配置されるように構成される、第2のモジュールと、
反応チャンバを画定する第3のモジュールであり、前記第3のモジュールが、前記反応チャンバが前記第2のチャンバと流体連通するように、前記第1のモジュールと連結されるように構成され、前記第2のチャンバと前記反応チャンバとの間で前記試料の一部を移送するように構成された第2の移送機構を含む、第3のモジュールと、
を備える装置。
【請求項16】
前記第3のモジュールが前記第1のモジュールに連結されるときに前記第3のモジュールの一部が前記第1のモジュールの前記第2のチャンバ内に配置される、請求項15に記載の装置。
【請求項17】
前記体積が第1の体積であり、
前記物質が第1の物質であり、
前記第3のモジュールが、第2の物質を収容するように構成された第2の体積を画定し、前記第3のモジュールが、前記第2の体積が前記第2のチャンバと流体連通するように、前記第1のモジュールと連結されるように構成され、前記第3のモジュールが、前記第2の体積と前記第2のチャンバとの間で前記第2の物質の一部を移送するように構成された第3の移送機構を含む、
請求項15に記載の装置。
【請求項18】
前記第2のモジュールが、前記体積を少なくとも部分的に画定する穿刺可能部材を含み、前記穿刺可能部材が、前記第2のモジュールが前記第1のモジュールに連結されるときに前記第1のモジュールの前記第1のチャンバの境界の一部をさらに画定する、請求項15に記載の装置。
【請求項19】
前記第2のモジュールが、前記体積内に少なくとも部分的に配置される第3の移送機構を含み、前記第3の移送機構が、前記第3の移送機構が始動されるときに前記第1の物質を前記体積から前記第1のチャンバの中に移送するように構成される、請求項15に記載の装置。
【請求項20】
前記第1のモジュールが、前記第1のチャンバと前記第2のチャンバとの間に第3のチャンバを画定し、
前記第1の移送機構が、弁ハウジング及び弁部材を含み、前記弁ハウジングが、前記第1のチャンバと流体連通する第1の開口部、及び前記第3のチャンバと流体連通する第2の開口部を画定し、前記弁部材が、前記弁部材が第1の位置にあるときに前記第1の開口部と流体連通するキャビティを画定し、前記キャビティが、前記弁部材が第2の位置にあるときに前記第2の開口部と流体連通する、
請求項15に記載の装置。
【請求項21】
前記第2の移送機構が、前記反応チャンバと流体連通する状態で前記シリンダ内に配置されたプランジャを含み、前記プランジャが、前記プランジャが前記シリンダ内で動かされるときに前記反応チャンバ内に真空を生じるように構成される、請求項15に記載の装置。
【請求項22】
装置であって、
反応バイアル、基体、及び第1の移送機構を含む第1のモジュールであり、前記反応バイアルが反応チャンバを画定し、前記基体が第1の流路及び第2の流路の少なくとも一部を画定し、前記第1の流路が前記反応チャンバ及び分離モジュールの分離チャンバと流体連通するように構成され、前記第1の移送機構が、前記第1の移送機構が始動されるときに試料を前記分離チャンバから前記反応チャンバに移送するように構成される、第1のモジュールと、
第2の移送機構を含み且つ物質を収容するように構成された体積を画定する第2のモジュールであり、前記体積を前記第2の流路を介して前記反応チャンバと選択的に流体連通する状態におくことができるように前記第1のモジュールと連結されるように構成され、前記第2の移送機構が、前記第2の移送機構が始動されるときに前記物質を前記体積から前記反応チャンバに移送するように構成される、第2のモジュールと、
を備える装置。
【請求項23】
前記第1のモジュールの一部が、前記第1のモジュールが前記分離モジュールに連結されるときに前記分離モジュールの前記分離チャンバ内に配置される、請求項22に記載の装置。
【請求項24】
前記第1の移送機構が、前記分離チャンバから前記反応チャンバへの前記試料の流れをもたらすために前記反応チャンバの中に真空を生じるように構成される、請求項22に記載の装置。
【請求項25】
前記第1の移送機構が、前記反応チャンバと流体連通する状態でハウジング内に配置されたプランジャを含み、前記プランジャが、前記プランジャが前記シリンダ内で動かされるときに前記反応チャンバ内に真空を生じるように構成される、請求項22に記載の装置。
【請求項26】
前記体積が第1の体積であり、
前記物質が第1の物質であり、
前記第1の移送機構が、ハウジングとプランジャが第2の体積を画定するようにハウジング内に移動可能に配置されるプランジャを含み、前記第2の体積が第2の物質を収容し、前記プランジャが前記ハウジング内の第1の位置にあるときに、前記第2の体積が前記反応チャンバから流体的に分離されるように前記プランジャの一部が第1の流れ経路内に配置され、前記プランジャが前記ハウジング内の第2の位置にあるときに、前記2の体積が前記反応チャンバと流体連通するように前記プランジャの一部が前記第1の流れ経路から離間して配置され、
前記プランジャが第1の位置から第2の位置に動かされるときに前記プランジャが前記反応チャンバ内に真空を生じるように構成される、
請求項22に記載の装置。
【請求項27】
前記第2のモジュールが、前記体積を少なくとも部分的に画定する穿刺可能部材を含み、前記体積が、前記穿刺可能部材の一部が穿刺されるときに前記反応チャンバと流体連通する状態におかれる、請求項22に記載の装置。
【請求項28】
前記第2の移送機構が、前記第2のモジュールの前記体積内に配置されたプランジャを含み、前記プランジャが、前記プランジャが前記体積内で動かされるときに前記物質を前記体積から前記反応チャンバの中に移送するために前記物質に対して力を及ぼすように構成される、請求項22に記載の装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】
【図42】
【図43】
【図44】
【図45】
【図46】
【図47】
【図48】
【図49】
【図50】
【図51】
【図52】
【図53】
【図54】
【図55】
【図56】
【図57】
【図58】
【図59】
【図60】
【図61】
【図62】
【図63】
【図64】
【図65】
【図66】
【図67】
【図68】
【図69】
【図70】
【図71】
【図72】
【図73】
【図74】
【図75】
【図76】
【図77】
【図78】
【図79】
【図80】
【図81】
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【図84】
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【図57】
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【図59】
【図60】
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【図68】
【図69】
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【図71】
【図72】
【図73】
【図74】
【図75】
【図76】
【図77】
【図78】
【図79】
【図80】
【図81】
【図82】
【図83】
【図84】
【図85】
【図86】
【図87】
【図88】
【図89】
【図90】
【図91】
【図92】
【図93】
【図94】
【公表番号】特表2013−520204(P2013−520204A)
【公表日】平成25年6月6日(2013.6.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−555102(P2012−555102)
【出願日】平成23年2月23日(2011.2.23)
【国際出願番号】PCT/US2011/025871
【国際公開番号】WO2011/106384
【国際公開日】平成23年9月1日(2011.9.1)
【出願人】(512218762)ジェントゥラディーエックス−ユーエスエー,インコーポレイテッド (1)
【出願人】(313000760)
【出願人】(313000771)
【出願人】(313000782)
【出願人】(313000793)
【出願人】(313000807)
【Fターム(参考)】
【公表日】平成25年6月6日(2013.6.6)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年2月23日(2011.2.23)
【国際出願番号】PCT/US2011/025871
【国際公開番号】WO2011/106384
【国際公開日】平成23年9月1日(2011.9.1)
【出願人】(512218762)ジェントゥラディーエックス−ユーエスエー,インコーポレイテッド (1)
【出願人】(313000760)
【出願人】(313000771)
【出願人】(313000782)
【出願人】(313000793)
【出願人】(313000807)
【Fターム(参考)】
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